2.2 Расчёт числа элементов аб

Общее число последовательно соединенных элементов аккумуляторной батареи выбирается из условия обеспечения минимально допустимого напряжения на нагрузке в конце аварийного периода времени:

; (2.9)

где – минимально допустимое напряжение, которое находится путем вычитания из номинального напряжения величины отклонения напряжения;

– допустимое падение напряжения в токораспределительной сети;

– минимально допустимое напряжение на одном элементе батареи, для кислотных аккумуляторов .

Для нагрузки 24 В:

;

, где 0,06 – стабильность напряжения, заданная в задании;

Подставив, полученные значения в (2.9), получим количество банок в АБ:

Для нагрузки 60 В:

.

Подставив, полученные значения в (2.9), получим количество банок в АБ:

.

3 Расчет элементов регулирования постоянного напряжения

В настоящее время применяется два способа регулирования:

• пассивный способ, основанный на гашении избыточного напряжения на элементах регулирования. Данный способ приводит к потерям мощности;

• активный способ, основанный на изменении напряжения за счет изменения числа элементов аккумуляторной батареи в нормальном и аварийном режимах. Потери мощности отсутствуют, но усложняется электропитающая установка.

3.1 Выбор способов регулирования

Для выбора способа регулирования питания нагрузок рассчитаем мощность потерь. Если мощность потерь не превышает 600 Вт, то выбираем пассивный способ регулирования, если же мощность потерь превышает 600 Вт, то выбираем активный способ регулирования.

Мощность потерь рассчитывается по формуле (3.1):

; (3.1)

где – максимальный ток нагрузки;

– избыточное напряжение, которое возникает при буферном или зарядном режиме на зажимах батареи состоящей из числа элементов.

; (3.2)

где – число элементов батареи;

– максимальное напряжение на одном элементе аккумуляторной батареи (для кислотных аккумуляторов в буферном режиме 2,25 В);

– допустимое падение напряжения в токораспределительной сети;

– напряжение нагрузки.

Для нагрузки 24 В:

Выбираем активный способ регулирования.

Для нагрузки 60 В:

Выбираем пассивный способ регулирования с помощью угольных элементов.

3.2 Пассивный способ.

Для нагрузки 60 В выбираем пассивный способ регулирования угольными элементами. Выбираем угольные регуляторы типа РУН151. Число задействованных угольных регуляторов определяется по допустимой мощности на один регулятор .

Максимальный рабочий ток на выходе регулятора рассчитывается по (3.3):

; (3.3)

где =300 – допустимая мощность одного регулятора.

– ток питания электромагнита угольного регулятора, =0,75А.

Общий ток нагрузки делится на число установленных регуляторов ,соединённых последовательно.

Для нагрузки 60 В:

Отсюда делаем вывод, что для нагрузки 60 В достаточно двух угольных регуляторов.

3.3 Активный способ регулирования

Активный способ регулирования применяется для нагрузок, мощность потерь которых превышает 600 Вт. В проектируемой установке активный способ регулирования применяем для нагрузки 24 В. При работе в аварийном режиме (разряд батареи) возникает недостаток напряжения, который компенсируется подключением дополнительных элементов (ДЭ).

Общее число элементов N_ОБЩ аккумуляторной батареи разделяется на основную группу N_ОСН и дополнительные элементы N_ДЭ.

Число основных элементов рассчитывается по (3.4):

; (3.4)

где – номинальное напряжение нагрузки;

– номинальное буферное напряжение на одном элементе (для кислотных аккумуляторов – 2,2 В).

Число дополнительных элементов вычисляется по (3.5):

; (3.5)

Если скачок напряжения при подключении дополнительных элементов оказывается больше допустимого изменения напряжения на нагрузке, то дополнительные элементы делятся на две или более секции:

; (3.6)

где – число секций;

– напряжение одного элемента в начале разряда, для кислотных аккумуляторов – 2 В.

Рассчитаем количество основных, дополнительных элементов и число секций для нагрузки 24 В, воспользовавшись формулами, приведёнными выше:

; ;

Коммутация дополнительных элементов осуществляется специальными сборками типа ПНВ 9721-50ГО. Для непрерывного подзаряда дополнительных элементов в ПНВ 9721-50ГО предусмотрены выпрямители содержания. Ток выпрямителя содержания рассчитывается по (3.7):

; (3.7)

Напряжение выпрямителя содержания рассчитывается по (3.8):

; (3.8)

где – максимальное буферное напряжение, равное минимальному зарядному напряжению (2,3 В для кислотных аккумуляторов).

Выберем выпрямитель для нагрузки 24 В:

Выбираем выпрямитель ВЗУ 6/4.